ES3043890T3

ES3043890T3 - Disconnection testing apparatus for electrode tab of battery cell

Info

Publication number: ES3043890T3
Application number: ES22887469T
Authority: ES
Inventors: Ju Mi Lee; Ju Young Kim; In Hwan Cho
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2025-11-26
Anticipated expiration: 2042-10-18
Also published as: JP2024504394A; EP4270032B1; CN116897294A; JP7635946B2; KR20230058932A; WO2023075273A1; EP4270032A4; EP4270032A1; US20240110990A1; US12360169B2

Abstract

Un aparato de prueba de desconexión para una pestaña de electrodo de una celda de batería, según la presente invención, comprende: una unidad de medición que mide valores de impedancia y ángulos de impedancia de acuerdo con la frecuencia de una celda de batería a probar; una unidad de cálculo que calcula valores de resistencia parcial real de impedancia de acuerdo con la frecuencia de la celda de batería a probar, a partir de los valores de impedancia y los ángulos de impedancia; y una unidad de determinación que prueba si una pestaña de electrodo de la celda de batería a probar está desconectada o no, comparando valores de resistencia parcial real de un dominio de valor de resistencia parcial real en un dominio de frecuencia de resonancia de celdas de batería de buena calidad del mismo tipo que la celda de batería a probar y los valores de resistencia parcial real de la impedancia de la celda de batería a probar en un rango de frecuencia de un dominio que es el mismo que el dominio de frecuencia de resonancia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Aparato de prueba de desconexión para lengüeta de electrodo de celda de batería

[0005] Sector de la técnica

[0007] La presente invención se refiere a un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo para inspeccionar de forma no destructiva una desconexión de una lengüeta de electrodo de una celda de batería.

[0009] Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad basándose en la solicitud de patente coreana n.010-2021-0142779, presentada el 25 de octubre de 2021.

[0011] Antecedentes de la invención

[0013] Recientemente, las baterías secundarias, que pueden cargarse y descargarse, se han utilizado ampliamente como fuentes de energía de dispositivos móviles inalámbricos. Además, las baterías secundarias han llamado la atención como fuentes de energía para un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido, y similares, que se han propuesto como soluciones para la contaminación atmosférica o similar causada por un vehículo de gasolina existente, un vehículo diésel, y similares, que utilizan combustibles fósiles. Por consiguiente, los tipos de aplicaciones que utilizan las baterías secundarias se han diversificado mucho debido a las ventajas de las baterías secundarias, y se espera que estas se apliquen a más campos y productos que ahora.

[0015] Estas baterías secundarias pueden clasificarse en una batería de iones de litio, una batería de polímero de iones de litio, una batería de polímero de litio, y similares, en función de las composiciones de un electrodo y un electrolito, y entre estas baterías secundarias, ha aumentado el uso de la batería de polímero de iones de litio, que tiene una baja posibilidad de fuga de electrolito y se puede fabricar fácilmente. Generalmente, las pilas secundarias se clasifican en pilas cilíndricas o prismáticas, en las que un conjunto de electrodos se aloja en una envoltura metálica cilíndrica o prismática, y pilas de tipo bolsa, en las que el conjunto de electrodos se aloja en una carcasa de tipo bolsa de una lámina de laminado de aluminio, en función de las formas de las carcasas de batería, los conjuntos de electrodos alojados en las carcasas de batería son elementos de generación de energía que están formados cada uno en una estructura de un electrodo positivo, un electrodo negativo, y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y así pueden cargarse y descargarse, y se clasifican en un tipo de rollo de gelatina, en el que un separador se interpone entre electrodos positivos y negativos de tipo de lámina larga recubiertos con un material activo y enrollados, y un tipo apilado en el que una pluralidad de electrodos positivos y negativos de un tamaño predeterminado se apilan secuencialmente con el separador interpuesto entre ellos.

[0017] La FIG. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una posición en la que se produce una desconexión en las lengüetas de electrodo 13 de una celda de batería de tipo bolsa 10.

[0019] Como se muestra en el dibujo, un conjunto de electrodos 12 se aloja en una carcasa de batería 11 de la celda de batería de tipo bolsa 10, y las lengüetas de electrodo 13 se extraen de este conjunto de electrodos 12 y se sueldan a los cables de electrodo 14. Dado que las lengüetas de electrodo y las partes soldadas de las lengüetas de electrodo, y las partes soldadas de las lengüetas de electrodo y los cables de electrodo reciben fuerzas en varias direcciones durante un proceso de fabricación de la celda de batería, una desconexión 15 puede producirse en una posición o en varias posiciones entre las posiciones de soldadura. Cuando se produce la desconexión, se puede provocar un defecto tal como una baja tensión o similar.

[0021] Para detectar la desconexión de las lengüetas de electrodo, convencionalmente, tal y como se divulga en el Documento de Patente 1, se ha utilizado un método de presurización de una celda de batería para medir un cambio de impedancia de la celda de batería en función de la presurización o un método de inspección física de una posición de soldadura mediante escaneo CT.

[0023] En la tecnología del Documento de Patente 1, dado que para medir el cambio de impedancia se necesita un mecanismo presurizador que presurice por separado la celda de batería, era difícil aplicar una inspección a nivel de producción en serie.

[0025] De manera adicional, dado que se tarda aproximadamente 1 minuto y 30 segundos en inspeccionar cada celda de batería, de nuevo, la inspección a nivel de producción en serie era imposible.

[0027] Con el fin de resolver los problemas descritos anteriormente, el presente solicitante desarrolló un método de desconexión de lengüeta de electrodo tal como se muestra en la FIG. 2. Es decir, se detectó una celda de batería con lengüetas desconectadas comparando un valor de impedancia o un valor de resistencia de la parte real de la impedancia de una celda de batería que se va a inspeccionar, medido en un dominio de frecuencia concreto (por ejemplo, un dominio de frecuencia resonante) y un valor de impedancia o un valor de resistencia de la parte real de la impedancia en el mismo dominio de frecuencia de una celda de batería normal sin desconexión de lengüeta y una celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0028] Sin embargo, incluso en el caso del método anteriormente descrito, una región en la que se solapan una región de cambio del valor de impedancia de una celda de batería normal (no defectuosa) y una región de cambio del valor de impedancia de una celda de batería con lengüetas desconectadas (defectuosa), y cuando el valor de impedancia o el valor de resistencia de la parte real de la celda de batería que se va a inspeccionar pertenece a esta región de solapamiento, era difícil determinar si este caso era normal o se trataba de una desconexión de lengüeta.

[0029] Además, había un problema en el hecho de que el resultado de la determinación de la desconexión de lengüeta cambiaba en función de las posiciones de medición de la impedancia de los cables de electrodo.

[0030] Por consiguiente, se desea desarrollar una tecnología de inspección de desconexión de lengüeta de electrodo capaz de determinar con mayor precisión si las lengüetas de electrodo de una celda de batería están desconectadas.Documento de la técnica relacionada

[0031] Documento de patente

[0032] La publicación de patente coreana n.0 10-2020-0035594, el documento JP 2015 109148 A, el documento WO 2020/009337 A1 y el documento US2019/140590 A1 se refieren cada uno a métodos para determinar la desconexión de electrodos.

[0033] Explicación de la invención

[0034] Problema técnico

[0035] La presente invención ha sido concebida para resolver los problemas anteriores, y está dirigida a proporcionar un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de una celda de batería capaz de detectar con mayor precisión si las lengüetas de electrodo de la celda de batería están desconectadas basándose en el denominado método de los K vecinos más cercanos (un algoritmo de "vecinos más cercanos").

[0036] Además, la presente invención está dirigida a proporcionar un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de una celda de batería capaz de determinar con precisión incluso si las lengüetas de electrodo están desconectadas en función de las posiciones de medición de impedancia de los cables de electrodo.

[0037] Solución técnica

[0038] Un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de una celda de batería de acuerdo con la presente invención incluye: una parte de medición de impedancia conectada a cables de electrodo de una celda de batería que se va a inspeccionar, y configurada para medir un valor de impedancia en función de una frecuencia de la celda de batería; y una parte de determinación configurada para comparar datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería normales que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas o una frecuencia de celdas de batería con lengüetas desconectadas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas, en donde la parte de determinación selecciona un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y determina si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas según el tipo de celda de batería que representa un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

[0039] Como ejemplo, el número predeterminado seleccionado de puntos de datos de valor de impedancia puede ser un número impar mayor o igual que 3.

[0040] A modo de otro ejemplo, el intervalo de frecuencias concreto seleccionado puede ser un intervalo de frecuencias en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas no se solapan, o un intervalo de frecuencias en el que una región de solapamiento de los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es mínima.

[0041] Específicamente, puede determinarse que la celda de batería que se va a inspeccionar es una celda de batería normal cuando los datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados, y puede determinarse que es una celda de batería con lengüetas desconectadas cuando los datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

[0042] Además, el grupo de datos de valor de Impedancla predeterminado en función de las frecuencias de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas puede ser un grupo de datos aprendido repetidamente mediante un algoritmo de K vecinos más cercanos.

[0043] Como otro ejemplo de la presente invención, un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo incluye además: una parte multisonda que incluye una pluralidad de sondas correspondientes a una pluralidad de posiciones de medición de cables de electrodo provistos en una celda de batería que se va a inspeccionar, y en la que cada sonda está conectada de manera alterna y eléctricamente a cada posición de medición de los cables de electrodo; en donde la parte de medición de impedancia está conectada a cada sonda de la parte multisonda y configurada para medir valores de impedancia en función de las frecuencias para cada posición de medición de los cables de electrodo; y en donde la parte de determinación está configurada para comparar datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería no defectuosas que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas y una frecuencia de celdas de batería defectuosas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas, en donde, para cada posición de medición del cable de electrodo, la parte de determinación selecciona un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y determina si las lengüetas de electrodo respectivamente conectadas a las posiciones de medición de los cables de electrodo están desconectadas en función de un tipo de celda de batería que representa un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

[0045] Como ejemplo, el número predeterminado seleccionado de puntos de datos de valor de impedancia puede ser un número impar mayor o igual que 3.

[0047] A modo de otro ejemplo, el intervalo de frecuencias concreto seleccionado puede ser un intervalo de frecuencias en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas no se solapan, o un intervalo de frecuencias en el que una región de solapamiento de los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es mínima.

[0049] Específicamente, las lengüetas de electrodo conectadas a las correspondientes posiciones de medición de los cables de electrodo pueden determinarse como no desconectadas cuando los datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados, y pueden determinarse como desconectadas cuando los datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

[0051] Como ejemplo, el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de las frecuencias de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas puede ser un grupo de datos aprendido repetidamente mediante un algoritmo de K vecinos más cercanos.

[0053] Como ejemplo, el aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo puede incluir además una caja de relés de conmutación configurada para conectar de manera alterna cada sonda de la parte multisonda a cada posición de medición, y un controlador configurado para controlar la caja de relés de conmutación.

[0055] Específicamente, la parte multisonda puede estar conectada a al menos uno de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo de la celda de batería que se va a inspeccionar, y los valores de impedancia pueden medirse de manera alterna para una pluralidad de posiciones de medición de otro cable de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo en un estado en que una sonda está conectada a una posición de medición de un cable del cable electrodo positivo y el cable de electrodo negativo.

[0057] Como ejemplo, la pluralidad de posiciones de medición de cada uno del cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo pueden estar situadas a un mismo intervalo desde un extremo de cada cable o de una carcasa de la celda de batería que se va a inspeccionar.

[0059] El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo puede combinar un resultado de si las lengüetas de electrodo relacionadas con una pluralidad de posiciones de medición de un cable de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo de entre los cables de electrodo están desconectadas y un resultado de si las lengüetas de electrodo relacionadas con una pluralidad de posiciones de medición de otro cable del cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo de entre los cables de electrodo están desconectadas para determinar si todas las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas.

[0061] A modo de otro ejemplo, la parte de determinación puede determinar adicionalmente si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas basándose en una tasa de cambio de un valor de impedancia en función de cada posición de medición de Ios cables de electrodo, y puede comparar un resultado de determinación adicional y resultados combinados de si hay una desconexión para determinar finalmente si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas.

[0063] Efectos ventajosos

[0065] De acuerdo con la presente invención, incluso cuando no es evidente que una celda de batería es una celda de batería normal o una celda de batería con lengüetas desconectadas, una desconexión de lengüetas de electrodo de la celda de batería puede detectarse con precisión aplicando un algoritmo de K vecinos más cercanos.

[0067] Además, si todas las lengüetas de electrodo de la celda de batería están desconectadas puede determinarse con mayor precisión detectando si las lengüetas de electrodo están desconectadas en función de las posiciones de medición de impedancia de los cables de electrodo.

[0069] De manera adicional, de acuerdo con la presente invención, no solo se puede realizar una inspección rápida y precisa en una operación de fabricación de la celda de batería, sino que también puede inspeccionarse de forma rápida y precisa si la celda de batería tiene un defecto (si las lengüetas de electrodo están desconectadas) en una operación de reciclado o una operación de reutilización en la que una celda de batería acabada se utiliza durante un periodo predeterminado y luego se vuelve a utilizar. Por consiguiente, el defecto de la celda de batería se puede averiguar con precisión durante el reciclado de la celda de batería para determinar si se debe reutilizar o no la celda de batería.

[0070] Breve descripción de los dibujos

[0072] La FIG. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una posición en la que se produce una desconexión en las lengüetas de electrodo de una celda de batería de tipo bolsa.

[0073] La FIG. 2 es un gráfico que ilustra un principio de detección de la desconexión de lengüeta de electrodo de una celda de batería utilizando un valor de impedancia o un valor de resistencia de la parte real propuesto por el presente solicitante.

[0074] La FIG. 3 es un diagrama esquemático de un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de una celda de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

[0075] La FIG. 4 es un diagrama esquemático para describir un principio de un algoritmo de K vecinos más cercanos. La FIG. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso de aprendizaje de datos según el algoritmo de K vecinos más cercanos.

[0076] La FIG. 6 es un diagrama esquemático de un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de una celda de batería de acuerdo con otra realización de la presente invención.

[0077] La FIG. 7 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de medición de valores de impedancia en función de las posiciones de medición de los cables de los electrodos de la celda de batería.

[0078] La FIG. 8 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un proceso de detección de si una celda de batería está desconectada utilizando el aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de la celda de batería de la realización de la FIG. 6.

[0079] Las FIG. 9 y 10 son gráficos que ilustran el resultado de determinación de si existe una desconexión en el caso en el que los valores de impedancia se miden fijando una posición de medición de valor de impedancia de un cable de electrodo negativo y cambiando una posición de medición de un cable de electrodo positivo.

[0080] La FIG. 11 es un diagrama esquemático que ilustra una tasa de cambio de los valores de impedancia en función de las posiciones de medición de una celda de batería normal y de una celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0081] La FIG. 12 es un diagrama de flujo que ilustra otro ejemplo de detección de si una celda de batería está desconectada utilizando el aparato de inspección de lengüeta de electrodo de la celda de batería de la realización de la FIG. 6.

[0082] La FIG. 13 es otro diagrama esquemático que ilustra la tasa de cambio de los valores de impedancia en función de las posiciones de medición de la celda de batería normal y de la celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0084] Descripción detallada de las realizaciones preferidas

[0086] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá la presente invención en detalle. Antes de esto, los términos y palabras utilizados en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario, y deben interpretarse como significados y conceptos coherentes con el alcance propuesto de la presente invención de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas, basándose en el principio de que el inventor puede definir adecuadamente el concepto de un término para describir la invención de la mejor manera.

[0088] En la presente solicitud, ha de entenderse que términos como "incluyen" y "tienen" pretenden indicar que existe una característica, número, etapa, operación, componente, parte, o una combinación de los mismos, descritos en la memoria descriptiva, pero no excluyen la posibilidad de presencia o adición de otra u otras características, números, etapas, operaciones, componentes, o combinaciones de los mismos de antemano. Además, cuando una porción tal como una capa, una película, una región, una placa, o similar, se denomina como que está "sobre" otra porción, esto incluye no solo el caso en el que la porción está "directamente sobre" la otra porción, sino también el caso en el que hay aún otra porción entre ambas. Por otro lado, cuando una porción tal como una capa, una película, una región, una placa, o similar, se denomina como que está "debajo" de otra porción, esto incluye no solo el caso en el que la porción está "directamente debajo" la otra porción, sino también el caso en el que hay aún otra porción entre ambas. Además, estar dispuesto "sobre" en la presente solicitud puede significar que algo está dispuesto sobre una porción inferior o sobre una porción superior.

[0090] Paralelamente, en la presente solicitud, "una dirección longitudinal" se refiere a una dirección en la que sobresalen los cables de los electrodos de una celda de batería.

[0092] Cuando las lengüetas de electrodo de la celda de batería se desconectan como se muestra en la FIG. 1, se estima que hay un cambio en los valores de impedancia de la celda de batería. Basándose en esto, el Documento de Patente 1 adoptó un método para detectar si hay una desconexión presurizando la celda de batería para medir un cambio de impedancia.

[0094] Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, la presente invención pretende detectar si existe una desconexión basándose en los valores de impedancia sin presurización.

[0096] Además, la presente invención pretende detectar con precisión si las lengüetas están desconectadas incluso cuando los valores de impedancia de una celda de batería normal y una celda de batería con lengüetas desconectadas se solapan.

[0098] Primera realización

[0100] Un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 100 según la presente realización incluye: una parte de medición de impedancia 110 conectada a cables de electrodo 14 y 14' de una celda de batería 10 que se va a inspeccionar para medir un valor de impedancia en función de una frecuencia; y una parte de determinación 120 que compara datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia 110 y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería normales que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas o una frecuencia de celdas de batería con lengüetas desconectadas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si la celda de batería 10 que se va a inspeccionar está desconectada, en donde la parte de determinación 120 selecciona un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y determina si las lengüetas de electrodo de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar están desconectadas en función del tipo de celda de batería que representa un mayor número de puntos de datos seleccionados.

[0102] La FIG. 3 es un diagrama esquemático del aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 100 de la celda de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

[0104] La celda de batería 10 es una celda de tipo bolsa y es una denominada celda de batería bidireccional en la que los cables de electrodo que tienen polaridades diferentes se extraen desde ambas porciones de extremo de la celda de batería en una dirección longitudinal. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y es posible determinar si las lengüetas de electrodo de una celda de batería que es una celda de batería unidireccional en la que los cables de electrodo que tienen polaridades diferentes se extraen de la misma porción de extremo de la celda de batería están desconectadas de acuerdo con la presente invención.

[0106] La presente invención incluye la parte de medición de impedancia 110 conectada a los cables de electrodo de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar. La parte de medición de impedancia 110 puede conectarse a los cables de electrodo de la celda de batería 10 mediante un cable de conexión y un terminal de conexión predeterminados. En la FIG. 3, los cables de electrodo 14 y 14' y la parte de medición de impedancia 110 están conectados mediante sondas P y un cable conductor. La parte de medición de impedancia 110 puede medir el valor de impedancia de la celda de batería 10 en función de la frecuencia. Como la parte de medición de impedancia 110, por ejemplo, cuando se aplican señales diminutas de corriente alterna (CA) con frecuencias diferentes utilizando un dispositivo de medición de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), se puede adquirir el valor de impedancia en función de la frecuencia. El dispositivo de medición EIS puede adquirir diversos parámetros relacionados con la impedancia, como un ángulo de fase de la impedancia, un valor de resistencia de la parte real y un valor de resistencia de la parte imaginaria mediante una operación aritmética predeterminada, y similares, además del valor de impedancia en función de la frecuencia.

[0108] El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 100 de la presente invención compara datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia 110 y un grupo de datos de valor de impedancia en función de las frecuencias de las celdas de batería normales predeterminadas y las celdas de batería con lengüetas desconectadas para determinar si la celda de batería 10 que se va a inspeccionar está desconectada.

[0110] El aparato de inspección 100 de la presente invención está en consonancia con la tecnología convencional de determinar si hay una desconexión en función de la comparación de los valores de impedancia en un intervalo de frecuencias concreto propuesto por el presente solicitante, Sin embargo, como se muestra en la FIG. 2, el método convencional puede no determinar con precisión si existe una desconexión para la celda de batería 10 que se va a inspeccionar correspondiente a una región de solapamiento en la que los valores de impedancia de las celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas se solapan entre sí, Como alternativa, determinar si hay una desconexión era difícil incluso cuando no está claro si pertenece al rango de valores de impedancia de la celda de batería normal o al rango de valores de impedancia de la celda de batería desconectada,

[0112] La presente invención resuelve el problema anterior utilizando un método denominado K vecinos más cercanos (un algoritmo de K vecinos más cercanos, para abreviar, un algoritmo K-NN).

[0114] La FIG, 4 es un diagrama esquemático para describir un principio del algoritmo K-NN,

[0116] El algoritmo de K vecinos más cercanos, el algoritmo K-NN para abreviar, es un tipo de aprendizaje supervisado que constituye un tipo de aprendizaje automático, y puede denominarse modelo de clasificación y análisis basado en la distancia, El algoritmo K-NN clasifica los datos haciendo referencia a las etiquetas de los "K" otros puntos de datos cercanos a los datos, y tiene la ventaja de que el algoritmo es sencillo y, por tanto, su aplicación es fácil, Específicamente, cuando datos triangulares y datos cuadrangulares están situados en un plano de coordenadas predeterminado, como se muestra en la FIG, 4, es posible determinar a qué tipo de datos clasificar los datos circulares como pertenecientes al mismo, Cuando se determina que el número de puntos de datos más cercanos a los datos circulares es 3 (es decir, K es 3), los datos circulares se clasifican como pertenecientes a los datos triangulares, Sin embargo, cuando se determina que el número de puntos de datos más cercanos es 5 (K es 5), los datos circulares se clasifican como pertenecientes a los datos cuadrangulares, Por consiguiente, cuando se fija un número adecuado de K, el tipo de dato puede determinarse incluso cuando no está claro a qué tipo de datos pertenece,

[0118] La parte de determinación 120 de la presente invención selecciona un número predeterminado de valores de impedancia de celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar, y determina si las lengüetas de electrodo de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar están desconectadas en función del tipo de celda de batería que representa un mayor número de puntos de datos seleccionados, En la presente memoria descriptiva, "vecino más cercano" no significa necesariamente un punto de datos que sea el vecino más próximo, Es decir, el significado de "vecino más cercano" en la presente invención corresponde al concepto de "vecino más cercano" del algoritmo K-NN, y significa que se seleccionan una pluralidad de (K) puntos de datos que sean los "vecinos más cercanos" de datos concretos cuando se seleccionan K puntos de datos alrededor de los datos concretos,

[0120] En una descripción basada en el ejemplo de la FIG, 4, por ejemplo, los datos triangulares pueden considerarse datos de valor de impedancia de celdas de batería con lengüetas desconectadas, y los datos cuadrangulares pueden considerarse datos de valor de impedancia de celdas de batería normales, Cuando los datos del valor de impedancia de la frecuencia concreta de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar se consideran los datos circulares, si las lengüetas de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar están desconectadas puede determinarse en función de si los datos circulares pertenecen a la categoría del círculo de línea punteada o del círculo de línea continua de la FIG, 4, Es decir, cuando K se fija en 5, los datos de valor de impedancia (los datos circulares) de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar pueden considerarse como los datos de valor de impedancia (los datos cuadrangulares) de celdas de batería normales y, en consecuencia, se determina que la celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería normal que no está desconectada, De manera adicional, cuando los datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de puntos de datos seleccionados como vecinos más próximos, se determina que la celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería normal, Es decir, cuando K es 5 y tres puntos de datos que son los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar son puntos de datos de las celdas de batería normales y dos son puntos de datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas, se determina que la correspondiente celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería normal,

[0122] Por otro lado, cuando los datos de celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de puntos de datos vecinos más cercanos seleccionados, se determina que la celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería con lengüetas desconectadas, Es decir, cuando K es 5 y tres puntos de datos que son los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar son puntos de datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas y dos son puntos de datos de las celdas de batería normales, se determina que la correspondiente celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería con lengüetas desconectadas,

[0124] Al igual que antes, como se muestra en la FIG, 2, al comparar los valores de impedancia según el algoritmo K-NN, la existencia de una desconexión puede determinarse incluso cuando los valores de impedancia de las celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas se solapan mutuamente. Es decir, cuando se selecciona un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia seleccionando un valor K apropiado según el algoritmo K-NN, se puede determinar el número de cualesquiera puntos de datos más cercanos. Por consiguiente, incluso cuando los valores de impedancia se solapan mutuamente en su totalidad, como se muestra en la FIG. 2, puede determinarse el tipo de una celda de batería adyacente que represente un mayor número de puntos de datos de valor de impedancia con respecto a la celda de batería correspondiente.

[0126] Paralelamente, en la presente invención, el valor de impedancia es un concepto que incluye no solo un valor de impedancia total que tiene una componente de parte real y una componente de parte imaginaria, sino también un valor de resistencia de la parte real Rs. Es decir, cuando se conocen un ángulo de fase de impedancia y un valor de impedancia según una relación de R = Z COS0, dado que el valor de resistencia de la parte real puede adquirirse, y el valor de resistencia de la parte real también puede expresarse como un valor de impedancia, puede detectarse si hay una desconexión incluso con el valor de resistencia de la componente de la parte real. Por consiguiente, los datos de valor de impedancia a los que se aplica el algoritmo K-NN de la presente invención incluyen datos de valor de resistencia de la parte real.

[0128] Además, es preferible que un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia seleccionado para determinar si una lengüeta de electrodo está desconectada, es decir, un valor K, sea un número impar mayor o igual que 3. Cuando K es 1, el poder discriminatorio es bajo, y cuando el valor K es un número par, es difícil determinar a qué lugar pertenece la celda de batería 10 que se va a inspeccionar cuando el número de puntos de datos más cercanos es igual, por ejemplo, 2:2. Por consiguiente, el valor K puede ser un número impar tal como 3, 5, 7 o 9. Sin embargo, cuando el valor K es demasiado grande, dado que el poder discriminatorio de la determinación también disminuye, debería seleccionarse un valor K que no sea demasiado grande. Preferiblemente, un valor K de 3 o 5 es adecuado.

[0130] Además, los datos de valor de impedancia comparados para determinar si una lengüeta de electrodo está desconectada pueden ser un valor en un intervalo de frecuencias concreto.

[0132] Con referencia a la FIG. 2, en función de la frecuencia, hay una región en la que se distinguen con relativa claridad una región de impedancia de celdas de batería normales (una zona no defectuosa) y una región de impedancia de celdas de batería con lengüetas desconectadas (una zona defectuosa), pero hay una región en la que la zona de solapamiento es demasiado grande y, por lo tanto, es difícil compararla con los datos de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar. Esta amplia zona de solapamiento se genera principalmente en un dominio de baja frecuencia. Además, dado que se puede cambiar una posición o un tamaño de la zona de solapamiento en función de un tipo, una propiedad física y un estado interno de la celda de batería, debería seleccionarse un intervalo de frecuencias adecuado en función de la celda de batería.

[0134] Por consiguiente, el intervalo de frecuencias concreto seleccionado para determinar si una lengüeta de electrodo está desconectada se refiere a un intervalo de frecuencias en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas no se solapan, o la región de solapamiento es mínima.

[0135] Con referencia a la FIG. 3 de nuevo, como se ha descrito anteriormente, la parte de determinación 120 de la presente invención determina si una lengüeta de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar está desconectada mediante el algoritmo K-NN. Paralelamente, un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas en comparación con los datos de valor de impedancia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar es también un grupo de datos adquirido por aprendizaje repetido mediante el algoritmo K-NN. Este grupo de datos se almacena en una parte de almacenamiento 130, tal como una base de datos predeterminada o similar, y la parte de determinación 120 puede determinar si las lengüetas de las celdas de batería están desconectadas por comparación con el grupo de datos en la parte de almacenamiento 130. Como se muestra en la FIG. 3, la parte de almacenamiento 130 puede proporcionarse en forma de servidor o base de datos (BD) independiente de la parte de determinación 120. Como alternativa, la parte de almacenamiento 130 puede incluirse en la parte de determinación 120 como una parte de almacenamiento en forma de memoria. La parte de determinación 120 puede ser un dispositivo informático predeterminado en el que está integrado el software que tiene implementado el algoritmo K-NN.

[0137] La FIG. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un proceso de aprendizaje de datos según el algoritmo de K vecinos más cercanos.

[0139] Por ejemplo, se fabrica un número predeterminado de celdas de batería en las que las lengüetas de electrodos positivos o electrodos negativos están desconectadas artificialmente, y puede prepararse un número predeterminado de celdas de batería (por ejemplo, 100 celdas de batería) de una población para la creación de grupos de datos mezclando las celdas de batería con lengüetas desconectadas con celdas de batería normales del mismo tipo. Los datos de valor de impedancia en función de las frecuencias de la celda de batería normal y la celda de batería con lengüetas desconectadas se aprenden y se establecen como un grupo de datos predeterminado de un objetivo de comparación seleccionando aleatoriamente el 80 % de las celdas de batería (por ejemplo, 80 celdas de batería) de entre las celdas de la población, y medir los datos de valor de impedancia de las celdas de batería seleccionadas (S1).

[0140] Se predice si cada una de las celdas de batería del 20 % restante está desconectada tantas veces como se haya predeterminado midiendo valores de impedancia de las celdas de batería del 20 % restante (por ejemplo, 20 celdas de batería) para comparar las celdas de batería del 20 % restante con el grupo de datos del objetivo de comparación utilizando el algoritmo K-NN (S2).

[0142] A continuación, se verifica un resultado predicho y si las celdas de batería son realmente celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas (S3).

[0145]

[0148] A partir de la Tabla 1, cuando el algoritmo K-NN predice si una celda de batería de un ID de celda específico es normal o está desconectada basándose en el grupo de datos de valor de impedancia del 80 % seleccionado de la población de celdas de batería, puede observarse que se puede predecir con una precisión del 100 % si las lengüetas de electrodo están desconectadas. Por supuesto, en función del grupo de datos seleccionado, el resultado de la predicción puede no tener una precisión del 100 %, y puede tener diferentes precisiones, como el 90 %, el 95 %, o similares. Al igual que antes, los datos cuya precisión se ha verificado se actualizan como datos de aprendizaje para predecir una desconexión de lengüeta.

[0150] Además, para aumentar la precisión del grupo de datos, este proceso de aprendizaje de datos puede repetirse, por ejemplo, 100 veces, para adquirir un grupo de datos de comparación más fiable y preciso para el algoritmo K-NN (S4).

[0152] Segunda realización

[0154] Un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 200 de acuerdo con la presente realización incluye: una parte multisonda 240 que incluye una pluralidad de sondas P1, P2 y P3 correspondientes a una pluralidad de posiciones de medición de los cables de electrodo 14 y 14' provistos en una celda de batería 10 que se va a inspeccionar, y en el que cada una de las sondas P1, P2 y P3 se conecta de manera alterna y eléctricamente a cada una de las posiciones de medición; una parte de medición de impedancia 210 conectada a cada una de las sondas P1, P2 y P3 de la parte multisonda 240 para medir valores de impedancia en función de las frecuencias para cada posición de medición de los cables de electrodo; y una parte de determinación 220 que compara datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia 210 y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería no defectuosas que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas y una frecuencia de celdas de batería defectuosas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si la celda de batería 10 que se va a inspeccionar está desconectada, en donde, para cada posición de medición del cable de electrodo, la parte de determinación 220 selecciona un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y determina si las lengüetas de electrodo respectivamente conectadas a las posiciones de medición de los cables de electrodo están desconectadas en función del tipo de celda de batería que representa un mayor número de puntos de datos seleccionados.

[0156] La FIG. 6 es un diagrama esquemático del aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 200 de la celda de batería de acuerdo con la segunda realización.

[0158] El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 200 de la presente realización incluye la parte multisonda 240. La parte multisonda 240 incluye la pluralidad de sondas P1, P2 y P3 en posiciones correspondientes a la pluralidad de posiciones de medición de los cables de electrodo provistos en ambos extremos de una celda de batería de tipo bolsa en una dirección longitudinal. Como se muestra en la FIG. 1, los cables de electrodo están conectados a una pluralidad de haces de lengüetas. Incluso cuando una lengüeta concreta está desconectada, lengüetas en otras posiciones pueden ser normales, y cuando el valor de impedancia se mide en posiciones de los cables de electrodo conectados a las lengüetas normales, el valor puede medirse como el valor de impedancia de la celda de batería normal. Por consiguiente, cuando el valor de la impedancia se mide en una sola posición de medición del cable de electrodo, puede darse el caso de que salgan al mercado celdas de batería defectuosas.

[0159] Para evitar el caso anterior, la invención de la presente realización incluye la parte multisonda 240 para que Ios valores de impedancia puedan medirse en varias posiciones de los cables de electrodo utilizando la pluralidad de sondas P1, P2 y P3. Sin embargo, la impedancia no se mide utilizando la pluralidad de sondas P1, P2 y P3 a la vez, y como las sondas P1, P2 y P3 se conectan de manera alterna y eléctricamente a las posiciones de medición, respectivamente, pueden medirse secuencialmente valores de impedancia en posiciones concretas.

[0161] Además, el aparato de inspección 200 de la presente invención incluye la parte de medición de impedancia 210 conectada a cada una de las sondas P1, P2 y P3 de la parte multisonda 240 para medir valores de impedancia en función de las frecuencias para cada posición de medición de los cables de electrodo 14 y 14'. Se puede utilizar un dispositivo de medición EIS 210 como la parte de medición de impedancia 210. Dado que la parte de medición de la impedancia 210 se ha descrito suficientemente en la primera realización, descripciones detalladas de la misma se omitirán en la presente realización.

[0163] La parte de determinación 220 de la presente realización también puede determinar si la lengüeta de electrodo está desconectada para cada posición de medición de los cables de electrodo 14 y 14' mediante el algoritmo K-NN como se muestra en la primera realización. A diferencia de la primera realización, dado que la presente realización incluye la pluralidad de sondas P1, P2 y P3 conectadas de manera alternativa y eléctricamente a las posiciones de medición, respectivamente, el algoritmo K-NN puede aplicarse a cada posición de medición. Por consiguiente, la presente realización puede determinar si las celdas de batería son normales o están desconectadas por comparación con el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de la frecuencia de las celdas de batería normales o con lengüetas desconectadas para cada una de las posiciones de medición de los cables de electrodo. En este caso, para la misma comparación, el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado comparado con los valores de impedancia medidos en las posiciones específicas de los cables de electrodo 14 y 14' también ha de medirse en las mismas posiciones que las posiciones concretas de los cables de electrodo correspondientes.

[0165] Además, el número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia seleccionados para determinar los vecinos más cercanos puede ser un número impar mayor o igual que 3, como en la primera realización. De manera adicional, la frecuencia del grupo de datos de valor de impedancia en comparación con los datos de valor de impedancia que se van a inspeccionar para cada posición de medición ha de seleccionarse de un rango en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas no se solapen en la medida de lo posible como en la primera realización.

[0167] La determinación de si la lengüeta de electrodo de cada posición de medición de la presente realización está desconectada se realiza mediante el algoritmo K-NN de la siguiente manera.

[0169] Las lengüetas de electrodo conectadas a las correspondientes posiciones de medición de los cables de electrodo se determinan como no desconectadas cuando los puntos de datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de puntos de datos vecinos más cercanos seleccionados para el valor de impedancia medido en cada posición de medición.

[0171] Las lengüetas de electrodo conectadas a las correspondientes posiciones de medición de los cables de electrodo se determinan como desconectadas cuando los puntos de datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de puntos de datos vecinos más cercanos seleccionados para el valor de impedancia medido en cada posición de medición.

[0173] En este caso, el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función las frecuencias de las celdas de batería normales y las celdas de batería con lengüetas desconectadas que se van a comparar es también un grupo de datos aprendido repetidamente por el algoritmo K-NN como se muestra en la FIG. 5.

[0175] Este grupo de datos se almacena en una parte de almacenamiento 230, tal como una base de datos predeterminada o similar, y la parte de determinación 220 puede determinar si las lengüetas de las celdas de batería están desconectadas por comparación con el grupo de datos en la parte de almacenamiento 230. Como se muestra en la FIG. 6, la parte de almacenamiento 230 puede proporcionarse en forma de servidor o BD independiente de la parte de determinación 220. Como alternativa, la parte de almacenamiento 130 puede incluirse en la parte de determinación 220 como una parte de almacenamiento en forma de memoria. La parte de determinación 220 puede ser un dispositivo informático predeterminado en el que está integrado el software que tiene implementado el algoritmo K-NN.

[0177] Para conectar de manera alterna y eléctricamente la pluralidad de sondas P1, P2 y P3 a las posiciones de medición, respectivamente, el aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo 200 de la presente realización puede incluir una caja de relés de conmutación 250. La caja de relés de conmutación 250 está conectada a cada una de las sondas P1, P2 y P3 de la parte multisonda 240 mediante un circuito, e incluye un interruptor o relé (SW) que conmuta eléctricamente y conecta eléctricamente cada una de las sondas P1, P2 y P3. Dado que este mecanismo de relé eléctrico es comúnmente conocido, se omitirán las descripciones de los mismos. Cuando la parte multisonda 240 está conectada a al menos uno de los cables de electrodo 14 y 14' positivo y negativo de la celda de batería que tienen polaridades diferentes, los valores de impedancia relativos a una pluralidad de posiciones de medición en cada cable pueden medirse utilizando el dispositivo de medición EIS 210.

[0178] Además, puede proporcionarse un controlador que controle la caja de relés de conmutación 250 para que las sondas P1, P2 y P3 se conecten de manera alterna a cada posición de medición. El controlador puede estar separado de la parte de determinación 220 o puede incluir la parte de determinación 220 como se muestra en la FIG. 6. En este último caso, el controlador puede ser un ordenador de control que tenga la parte de determinación 220 en la que está integrado el software que tiene implementado el algoritmo K-NN.

[0180] En la FIG. 6, los valores de impedancia se miden para cada una de las tres posiciones de medición de los cables de electrodo. Sin embargo, el número de posiciones de medición puede ser de 2, 4, 5 o más, según sea necesario. En la FIG. 6, R y L se refieren a los lados derecho e izquierdo del cable de electrodo. Específicamente, la desconexión se produce principalmente en porciones de lengüeta adyacentes a ambas porciones laterales del cable de electrodo. Teniendo en cuenta esto, la realización de la FIG. 6 ilustra la medición de los valores de impedancia en ambas porciones laterales R y L del cable de electrodo. Las posiciones de medición pueden ajustarse a la misma norma. Por ejemplo, cuando las posiciones de medición están ajustadas para estar una al lado de la otra en el mismo intervalo basándose en un extremo de cada uno de los cables 14 y 14' o en la carcasa de la celda de batería, la impedancia puede medirse y compararse en condiciones relativamente idénticas para cada posición de medición.

[0182] En la caja de relés de conmutación 250 de la FIG. 6, una línea de puntos indica que el interruptor SW no está conectado y una línea continua indica que el interruptor SW está conectado. Por consiguiente, la FIG. 6 ilustra la medición de los valores de impedancia en las posiciones de medición R de los cables de electrodo 14 y 14' tanto positivos como negativos. Debido a la conmutación de la caja de relés 250, también pueden medirse valores de impedancia en otras posiciones de medición.

[0184] Cuando se miden valores de impedancia en una pluralidad de posiciones de un cable de electrodo, es necesario fijar las posiciones de medición de otros cables de electrodo. Esto se debe a que es posible comparar objetivamente si las lengüetas están desconectadas en una pluralidad de posiciones de un cable de electrodo. La FIG. 7 es un diagrama esquemático que ilustra un caso de dicho estado de medición. Con referencia a la FIG. 7, los valores de impedancia se miden de manera alterna fijando la posición de medición del cable de electrodo 14' derecho (por ejemplo, el cable de electrodo negativo) en una posición central y estableciendo las posiciones de medición del cable de electrodo 14 izquierdo (por ejemplo, el cable de electrodo positivo) a dos posiciones R y L. En consecuencia, es posible comparar objetivamente si la lengüeta en la posición R del cable de electrodo 14 positivo está desconectada y si la lengüeta en la posición L del cable de electrodo 14 positivo está desconectada, y cuando cualquiera de las posiciones se detecta como una desconexión, se determina que la celda de batería es una celda de batería con lengüetas desconectadas. En la FIG. 7, por conveniencia de la ilustración, solo se indica una sonda en el sentido de que la posición de medición del cable de electrodo 14' en el lado derecho está fijada en una posición. Sin embargo, como se muestra en la FIG. 6, solo puede conectarse eléctricamente una sonda a la posición de medición correspondiente mediante conmutación. Al contrario que en la FIG. 7, se puede detectar si las lengüetas de electrodo conectadas al cable de electrodo negativo están desconectadas fijando la posición de medición del cable de electrodo 14 positivo en el lado izquierdo en una posición central y midiendo los valores de impedancia para dos posiciones R y L del cable 14' negativo en el lado derecho. Al igual que antes, la impedancia se mide conectando de manera alterna y eléctricamente las sondas P1, P2 y P3 de la parte multisonda 240 a las posiciones de medición del cable de electrodo, respectivamente, y se determina que la correspondiente celda de batería 10 que se va a inspeccionar es una celda de batería normal solo cuando todos los valores de impedancia de cada punto de medición corresponden a los valores de impedancia de una celda de batería normal, y se determina que es una celda de batería con lengüetas desconectadas cuando el valor de impedancia de una posición pertenece al valor de impedancia de una celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0185] La FIG. 8 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un proceso de detección de si una celda de batería está desconectada utilizando el aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de la celda de batería de la realización de la FIG. 6.

[0187] En primer lugar, la parte de medición de impedancia 210 adquiere datos del valor de impedancia de una pluralidad de posiciones del cable de electrodo.

[0189] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, se fija la posición de medición del cable de electrodo 14' negativo y se adquieren los datos de valor de impedancia de las posiciones L y R del cable de electrodo 14 positivo. A continuación, se fija la posición de medición del cable de electrodo 14 positivo y se adquieren los datos de valor de impedancia de las posiciones L y R del cable de electrodo 14' negativo (A1).

[0191] A continuación, los datos de valor de impedancia para cada posición y un grupo de datos de valor de impedancia de comparación en la misma posición aprendidos mediante, por ejemplo, el algoritmo K-NN, se comparan mediante un algoritmo de vecinos más cercanos para detectar una desconexión de lengüeta en la posición correspondiente (A2).

[0192] En este caso, incluso cuando la desconexión no se detecta en una posición concreta, la desconexión puede detectarse en otras posiciones. Por consiguiente, dado que los casos en los que no se detecta la desconexión de lengüeta pueden reducirse combinando los resultados de detección de desconexión en varias posiciones, la desconexión se detecta combinando los resultados de detección medidos en las posiciones (A3).

[0193] Finalmente, se puede determinar si todas las celdas de batería están desconectadas basándose en Ios resultados de detección combinados (A4).

[0195] La siguiente Tabla 2 muestra la detección de una desconexión de todas las lengüetas de electrodo de la celda de batería 10 que se va a inspeccionar combinando un resultado de si las lengüetas de electrodo relativas a la pluralidad de posiciones de medición R y L del cable de electrodo 14 positivo están desconectadas y un resultado de si las lengüetas de electrodo relativas a la pluralidad de posiciones de medición R y L del cable de electrodo 14' negativo están desconectadas.

[0197] T l 21

[0200]

[0203] Las FIG. 9 y 10 son gráficos que ilustran el resultado de determinación de si existe una desconexión en el caso en el que los valores de impedancia se miden fijando una posición de medición de valor de impedancia del cable de electrodo 14' negativo y cambiando la posición de medición del cable de electrodo 14 positivo. Es decir, las FIG. 9 y 10 ilustran que el número de casos no detectados se reduce mediante una combinación de los resultados de determinación de los casos 1 y 2 de la Tabla 2.

[0205] La FIG. 9 ilustra un resultado de la medición de una resistencia de la parte real R a frecuencias de 21 puntos en un intervalo de frecuencias de 1 kHz a 0,1 Hz para 27 celdas de batería de producto normal (no defectuosas) y 27 celdas de batería en las que las posiciones L del cable de electrodo 14 positivo están desconectadas. Como se muestra en el dibujo, los grupos de datos de valores de impedancia del producto normal y de la celda de batería desconectada se solapan en un dominio de alta frecuencia y en un dominio de baja frecuencia, lo que dificulta la formación de grupos de datos de comparación para determinar si la celda de batería 10 que se va a inspeccionar es normal. En la FIG. 9, dado que hay relativamente poco solapamiento entre 160 Hz y 100 Hz, se detectó la desconexión mediante el algoritmo K-NN en este intervalo de frecuencias. Por conveniencia de la ilustración, los puntos de datos de las coordenadas frecuencia (f)-resistencia de la parte real R se han unido con una línea, pero, como se ha descrito anteriormente, en realidad, se adquirieron los datos de frecuencia-resistencia de la parte real de 21 puntos utilizando el dispositivo de medición EIS 210 y se compararon utilizando el algoritmo K-NN. Dado que el presente experimento se realizó adquiriendo (aprendiendo) datos de valor de impedancia utilizando celdas de batería que se sabe que son celdas normales o celdas de batería con lengüetas desconectadas de antemano, es posible averiguar las celdas de batería con lengüetas desconectadas que no se detectan ni siquiera mediante el método de detección descrito anteriormente. Como se muestra en la FIG. 9, se determinó que las tres celdas de batería desconectadas con ID de celda 12672, 12684 y 12710 eran celdas de batería no defectuosas y, por lo tanto, no se detectaron.

[0207] La FIG. 10 ilustra un resultado de la medición de una resistencia de la parte real R a frecuencias de 21 puntos en un intervalo de frecuencias de 1 kHz a 0,1 Hz para 27 celdas de batería de producto normal (no defectuosas) y 27 celdas de batería en las que las posiciones R del cable de electrodo 14 positivo están desconectadas. El algoritmo K-NN volvió a detectar la desconexión en el intervalo de frecuencias de 160 Hz a 100 Hz. En función del resultado de detección, se determinó que cuatro celdas de batería desconectadas con los ID de celda 12710, 12705, 12664 y 12671 eran celdas de batería no defectuosas y, por lo tanto, no se detectaron.

[0209] Cuando se combinan los resultados de determinación de las FIG. 9 y 10, tan solo no se detectó la celda de batería desconectada con el ID de celda 12710. Es decir, como se muestra en la Tabla 2, cuando se combinan los resultados de las pruebas 1 y 2, dado que hay una celda de batería desconectada no detectada de entre 54 celdas de batería, la precisión o la eficacia de la detección de desconexión puede mejorar considerablemente.

[0211] Además, en función del resultado en el que la posición del cable de electrodo 14 positivo es fija y las posiciones de medición del cable de electrodo 14' negativo se clasifican en L y R para detectar si las lengüetas están desconectadas, y la determinación se realiza mediante una combinación de los mismos, dado que solo hay una celda de batería desconectada no detectada como en las FIG. 9 y 10, también se mejora la precisión de la detección.

[0212] Paralelamente, cuando los valores de impedancia se miden en varias posiciones de medición de forma multipunto, como se muestra en la presente realización, las tasas de cambio del valor de impedancia de la celda de batería normal y de la celda de batería con lengüetas desconectadas se muestran de forma diferente en función de las posiciones de medición.

[0214] La FIG. 11 es un diagrama esquemático que ilustra la tasa de cambio de los valores de impedancia en función de las posiciones de medición de la celda de batería normal y de la celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0216] La FIG. 11 ilustra una tasa de cambio del valor de impedancia en función de una frecuencia para cada posición al tiempo que se fija la posición de medición del cable de electrodo positivo (P: 14) y se cambian las posiciones de medición del cable de electrodo negativo (N: 14') a cinco.

[0218] Como se muestra en el dibujo, en el caso de la celda de batería normal, se puede observar que las tasas de cambio del valor de impedancia en las cinco posiciones son prácticamente iguales. Sin embargo, en el caso de la celda de batería con lengüetas desconectadas, se puede observar que el valor de impedancia es generalmente más alto que el de la celda de batería normal, y las tasas de cambio de la misma también son diferentes entre sí. Específicamente, se puede observar que la tasa de cambio del valor de impedancia en la cuarta posición, donde se produce la desconexión de lengüeta, es muy diferente de las tasas de cambio del valor de impedancia en las demás posiciones.

[0219] A partir de esto, en la invención de la presente realización que determina si las lengüetas están desconectadas utilizando los valores de impedancia de una pluralidad de posiciones del cable de electrodo, si las lengüetas de electrodo están desconectadas se determina adicionalmente utilizando la tasa de cambio del valor de impedancia mediante esta medición multipunto, y cuando se combinan este resultado de determinación adicional y el resultado de determinación de si las lengüetas de electrodo están desconectadas determinado mediante el método K-NN, se determina que el resultado de la detección de desconexión de lengüeta puede mejorarse aún más.

[0221] La FIG. 12 es un diagrama de flujo que ilustra otro ejemplo de detección de si una celda de batería está desconectada utilizando el aparato de inspección de desconexión de lengüeta de electrodo de la celda de batería de la realización de la FIG. 6.

[0223] En primer lugar, los datos de valor de impedancia de cada una de una pluralidad de posiciones del cable de electrodo se adquieren utilizando el aparato de inspección de lengüetas de electrodo mostrado en la FIG. 6 (B 1).

[0225] A continuación, en primer lugar se detecta si cada posición de medición está desconectada comparando los datos de valor de impedancia con los grupos de datos de valor de impedancia predeterminados de la celda de batería normal y de la celda de batería con lengüetas desconectadas mediante el algoritmo K-NN (B2). En este caso, como se muestra en la FIG. 8, los resultados de determinación de si varias posiciones están desconectadas pueden combinarse para mejorar la precisión de la detección.

[0227] A continuación, en el cable de electrodo correspondiente, en segundo lugar se detecta si cada celda de batería está desconectada comparando las tasas de cambio de los datos de valor de impedancia de la pluralidad de posiciones en función de cada posición de medición (B3). Es decir, el resultado de detección de B2 puede verificarse basándose en el resultado de detección de B3.

[0229] Finalmente, puede detectarse una celda de batería desconectada final combinando los resultados de detección primero y segundo. Dado que la determinación de si existe una desconexión basándose en la tasa de cambio del valor de impedancia en función de la posición de medición tiene un enfoque diferente al de la determinación de si existe una desconexión mediante el algoritmo K-NN descrito anteriormente, los resultados de detección primero y segundo pueden ser iguales o también parcialmente diferentes. Cuando los resultados de detección primero y segundo son parcialmente diferentes, dado que pueden hallarse adicionalmente celdas de batería no detectadas, se puede mejorar la precisión de la detección.

[0231] La FIG. 13 es otro diagrama esquemático que ilustra la tasa de cambio de los valores de impedancia en función de las posiciones de medición de la celda de batería normal y de la celda de batería con lengüetas desconectadas.

[0232] Las dos líneas mostradas en cada gráfico de la FIG. 13 son mediciones de los valores de resistencia de la parte real en función de cada una de las frecuencias para las posiciones L y R del cable de electrodo positivo.

[0234] Como se muestra en el dibujo, las ocho celdas de batería normales en la parte superior tienen una ligera diferencia en las tasas de cambio de valor de impedancia en función de las posiciones de medición, pero se muestra una gran diferencia en las tasas de cambio de valor de impedancia en función de las posiciones de medición en las celdas de batería con lengüetas desconectadas en la parte inferior. A partir de esto, se puede observar que un método de medición de un valor de impedancia mediante el cambio de una posición de medición de una manera de sondeo multipunto y, a continuación, la detección de una celda de batería con lengüetas desconectadas a partir de la tasa de cambio también muestra una precisión significativa.

[0236] Por consiguiente, la precisión de la detección puede mejorarse adicionalmente inspeccionando si las lengüetas de la celda de batería están desconectadas de acuerdo con el diagrama de flujo mostrado en la FIG. 12,

[0238] De acuerdo con la presente invención, no solo puede realizarse una inspección rápida y precisa en una operación de fabricación de la celda de batería, sino que también se puede inspeccionar de forma rápida y precisa si la celda de batería tiene un defecto (si las lengüetas de electrodo están desconectadas) en una operación de reciclado o una operación de reutilización en la que una celda de batería acabada se utiliza durante un periodo predeterminado y luego se vuelve a utilizar, Por consiguiente, el defecto de la celda de batería puede averiguarse rápidamente durante el reciclado de la celda de batería para determinar si se debe reutilizar o no la celda de batería,

[0240] La descripción anterior es solo una descripción a modo de ejemplo de la presente invención y los expertos en la materia pueden realizar diversas modificaciones y variaciones sin apartarse de las características esenciales de la presente invención, Por consiguiente, los dibujos divulgados en la presente invención se proporcionan no para limitar sino para describir la presente invención y el alcance de la presente invención no está limitado por estos dibujos, El alcance de la presente invención ha de interpretarse según las reivindicaciones que se describen a continuación,

[0241] Paralelamente, en la presente memoria descriptiva se utilizan términos que indican direcciones, tal como hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia delante y hacia atrás, pero es evidente que estos términos son solo para la conveniencia de la descripción y pueden ser cambiados conforme a una posición de un objeto de destino, una posición de un observador, o similares,

[0243] Números de referencia

[0245] 10: celda de batería

[0246] 11: carcasa de batería

[0247] 12: conjunto de electrodos

[0248] 13: lengüeta de electrodo

[0249] 14: cable de electrodo

[0250] 15: porción desconectada

[0251] 100: aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de celda de batería

[0252] 110: parte de medición de impedancia

[0253] 120: parte de determinación

[0254] 130: parte de almacenamiento

[0255] P: sonda

[0256] 14 y 14': cable de electrodo

[0257] 200: aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo de celda de batería

[0258] 210: parte de medición de impedancia

[0259] 220: controlador (parte de determinación)

[0260] 230: parte de almacenamiento

[0261] 240: parte multisonda

[0262] 250: caja de relés de conmutación

[0263] SW: interruptor o relé

[0264] P1, P2 y<p>3: sondas en función de las posiciones de medición

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (100) que comprende:

una parte de medición de impedancia (110) para conectarse a cables de electrodo (14, 14') de una celda de batería (10) que se va a inspeccionar, y configurada para medir un valor de impedancia en función de una frecuencia de la celda de batería (10);caracterizado por queel método comprende además

una parte de determinación (120) configurada para comparar los datos de valor de impedancia en función de la frecuencia de la celda de batería (10) que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia (110)

y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería normales que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas o una frecuencia de celdas de batería con lengüetas desconectadas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas,

en donde la parte de determinación (120) está configurada para seleccionar un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y para determinar si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas en función de un tipo de celda de batería que representa un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

2. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (100) de la reivindicación 1, en donde el número predeterminado seleccionado de puntos de datos de valor de impedancia es un número impar mayor o igual que 3.

3. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (100) de la reivindicación 1, en donde el intervalo de frecuencias concreto seleccionado es un intervalo de frecuencias en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas no se solapan, o un intervalo de frecuencias en el que una región de solapamiento de los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es mínima.

4. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (100) de la reivindicación 1, en donde se determina que la celda de batería (10) que se va a inspeccionar es una celda de batería normal cuando los datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados, y se determina que es una celda de batería con lengüetas desconectadas cuando los datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

5. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (100) de la reivindicación 1, en donde el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de las frecuencias de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es un grupo de datos aprendido repetidamente mediante un algoritmo de K vecinos más cercanos.

6. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

una parte multisonda (240) que incluye una pluralidad de sondas correspondientes a una pluralidad de posiciones de medición de cables de electrodo provistos en la celda de batería (10) que se va a inspeccionar, en la que cada sonda está conectada de manera alterna y eléctricamente a cada posición de medición de los cables de electrodo; en donde la parte de medición de impedancia (210) está conectada a cada sonda de la parte multisonda y configurada para medir valores de impedancia en función de las frecuencias para cada posición de medición de los cables de electrodo; y

en donde la parte de determinación (220) está configurada para comparar datos de valor de impedancia en función de una frecuencia de la celda de batería que se va a inspeccionar adquiridos por la parte de medición de impedancia (210) y un grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de una frecuencia de celdas de batería no defectuosas que no tienen lengüetas de electrodo desconectadas o una frecuencia de celdas de batería defectuosas que tienen lengüetas de electrodo desconectadas para determinar si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas,

en donde, para cada posición de medición del cable de electrodo, la parte de determinación (220) está configurada para seleccionar un número predeterminado de puntos de datos de valor de impedancia de celdas de batería normales, de celdas de batería con lengüetas desconectadas o de celdas de batería normales y con lengüetas desconectadas que sean los vecinos más cercanos a los datos de valor de impedancia de la celda de batería que se va a inspeccionar en un intervalo de frecuencias concreto seleccionado, y para determinar si las lengüetas de electrodo respectivamente conectadas a las posiciones de medición de los cables de electrodo están desconectadas en función de un tipo de celda de batería que representa un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

7. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, en donde el número predeterminado seleccionado de puntos de datos de valor de impedancia es un número impar mayor o igual que 3.

8. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, en donde el intervalo de frecuencias concreto seleccionado es un intervalo de frecuencias en el que los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas no se solapan, o un intervalo de frecuencias en el que una región de solapamiento de los puntos de datos de valor de impedancia de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es mínima.

9. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, en donde las lengüetas de electrodo conectadas a las correspondientes posiciones de medición de los cables de electrodo se determinan como no desconectadas cuando los datos de las celdas de batería normales representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados, y se determinan como desconectadas cuando los datos de las celdas de batería con lengüetas desconectadas representan un mayor número de los puntos de datos de valor de impedancia seleccionados.

10. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, en donde el grupo de datos de valor de impedancia predeterminado en función de las frecuencias de las celdas de batería normales y de las celdas de batería con lengüetas desconectadas es un grupo de datos aprendido repetidamente mediante un algoritmo de K vecinos más cercanos.

11. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, que comprende además:

una caja de relés de conmutación (250) configurada para conectar de manera alterna cada sonda de la parte multisonda a cada posición de medición; y

un controlador configurado para controlar la caja de relés de conmutación.

12. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 11, en donde la parte multisonda (240) está conectada a al menos uno de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo de la celda de batería (10) que se va a inspeccionar, y los valores de impedancia se miden de manera alterna para una pluralidad de posiciones de medición de otro cable de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo en un estado en el que una sonda está conectada a una posición de medición de un cable del cable electrodo positivo y el cable de electrodo negativo.

13. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 12, en donde la pluralidad de posiciones de medición de cada uno del cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo están situadas a un mismo intervalo desde un extremo de cada cable o de una carcasa de la celda de batería que se va a inspeccionar.

14. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 6, en donde el aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) combina un resultado de si las lengüetas de electrodo relacionadas con una pluralidad de posiciones de medición de un cable de un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo de entre los cables de electrodo están desconectadas y un resultado de si las lengüetas de electrodo relacionadas con una pluralidad de posiciones de medición de otro cable del cable de electrodo positivo y el cable de electrodo negativo de entre los cables de electrodo están desconectadas para determinar si todas las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas.

15. El aparato de inspección de desconexión de lengüetas de electrodo (200) de la reivindicación 14, en donde la parte de determinación (220) está configurada para determinar adicionalmente si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas basándose en una tasa de cambio de un valor de impedancia en función de cada posición de medición de los cables de electrodo, y para comparar un resultado de determinación adicional y resultados de determinación combinados de si hay una desconexión para determinar finalmente si las lengüetas de electrodo de la celda de batería que se va a inspeccionar están desconectadas.